【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星信号，尤其涉及一种基于l/s/x/ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统及方法。
技术介绍
1、目前，随着卫星空间分辨率的快速提升，数传频段向ka及更高频段发展，对星地数据传输效率提出更高要求，并且要求地面系统具备多频段、多码率、多制式接收能力。同时，世界各国内卫星事业的发展趋势促进卫星数量将急剧攀升，截至2020年底，国内已发布53项商业卫星星座建设计划，卫星数量达6487颗，用于卫星领域的各项关键技术也均被提出更高的要求。
2、卫星信号在各行业的广泛应用进一步使得地面接收站建设成为研究重点。地面接收站具有跟踪、接收、记录和处理卫星数据功能，主要包括地面接收站和地面处理站，其中地面接收站由抛物面和磁带机组成，完成搜索、跟踪卫星，接收、记录卫星遥感数据。
3、天线系统是地面接收站的重要组成部分，其主要作用是完成对卫星的捕获、跟踪和实时天线角位置编码，为信号的接收与发射提供良好的通道，逐渐向着宽频带、多频段的方向发展。作为天线系统的关键部件，馈源网络系统的性能将直接整个天线系统的效率、旁瓣、电压驻波比和交叉极化等性能指标。因卫星与卫星接收站之间的距离遥远，为保障信号的有效传输，诸多卫星接收站采用反射面型天线，其具有方向性好，增益高等特点。
4、目前，现有的卫星接收站仅支持单频段工作模式，如果需覆盖不同的区域范围则要配备多套不同频段的设备，会占用额外空间，对多套设备的维护也将进一步增加成本。为了解决上述问题，“偏馈+多种馈源”的方式应运而生，可同时支持多种波段的应用需求，如现役的机
5、多频段馈源因能扩大通信容量、提高装备集成度、降低天线系统成本、实现一站多用已成为研究热点，多种口径的天线已实现多频段馈源一体化，但均集中在卫星通信方面，在遥测和数传方面的研究较少，无法满足未来多频段测控数传一体化接收的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于l/s/x/ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统及方法，能够能解决传统换馈导致的时效性差、操作繁琐等问题，实现国际领先的l/x/s/ka四频段一体化接收技术和超宽带测控、数传一体化应用。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于l/s/x/ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统，包括l/s/x/ka四频段辐射器，所述的l/s/x/ka四频段辐射器由s频段辐射器和l/s/x/ka三频段同轴式辐射器组成，用于实现l/s/x/ka四个频段同时工作；具体包括：由外到内依次同轴设置的s频段跟踪辐射器、l/s频段外围同轴喇叭、x频段同轴喇叭和ka频段同轴喇叭，s频段跟踪辐射器外接s频段馈电网络，l/s频段外围同轴喇叭外接l/s频段馈电网络，x频段同轴喇叭和ka频段同轴喇叭分别外接x频段馈电网络和ka频段馈电网络；
4、所述的s频段馈电网络包括s频段辐射阵子和s频段差路合成网络，其中，s频段差路合成网络用于对s频段跟踪信号左右旋输出；
5、所述的l/s频段馈电网络包括依次连接l/s频段分波器和l/s频段组合网络；
6、所述的x频段馈电网络包括x频段同轴跟踪器、x频段八路跟踪合成网络、x频段分波器、x频段合成器和x频段极化器，其中x频段同轴跟踪器和x频段八路跟踪合成网络用于x频段跟踪信号的输出；x频段分波器、x频段合成器和x频段极化器用于x频段接收数传信号输出；
7、所述的ka频段馈电网络包括ka频段同轴跟踪器、ka频段八路跟踪合成网络和ka频段极化器，其中ka频段同轴跟踪器和ka频段八路跟踪合成网络用于ka频段跟踪信号的输出，ka频段极化器用于ka频段圆极化数传信号的输出。
8、所述的x频段波导合成网络采用波导mt、波导90度电桥及弯头组成，用于减小馈源损耗。
9、所述的s频段跟踪辐射器由四个s频段辐射阵子天线组成，并均匀对称的分布在l/s频段外围同轴喇叭的外侧，用于减小s频段跟踪辐射器的尺寸，实现小型化，同时，s频段差合成网络与s频段辐射阵子之间采用等相位电缆连接。
10、一种基于l/s/x/ka频段馈源一体化的卫星信号接收方法，具体包括如下步骤：
11、步骤1：天线控制单元根据运行管理下发的业务运行时间表和目标轨道根数，自动生成本接收站接收的任务计划列表；
12、步骤2：数据接收任务计划生成后，为每个接收任务生成目标跟踪用天线指向角度点位预报信息；
13、步骤3：根据任务计划，当前任务启动时间到达时，天线控制单元自动生成控制命令，以控制相关设备进入顺序预定的数据接收状态，设置各设备参数使其进入预定工作状态；
14、步骤4：地面接收站接收的卫星信号进入l/s/x/ka四频段一体化馈源后，根据信号频率的不同，接收信号分为低频信号（l/s频段信号）、中频信号（x频段信号）和高频信号（ka频段信号）；其中，低频信号通过同轴嵌套的外部通道实现接收，中频信号通过同轴嵌套的中间通道实现接收，高频信号通过同轴嵌套的最内层实现接收；信号接收后采用圆极化器或者电桥实现左右旋圆极化功能（参见说明书附图1）；
15、步骤5：信号接收后，根据类型不同，分为跟踪信号输出和数传信号输出两种工作流程；
16、步骤6：在跟踪信号输出过程中，根据不同的频率，l/s/x/ka四频段一体化辐射器将接收的信号通过同轴喇叭、同轴跟踪器，再利用八路跟踪合成网络实现l/s频段左右旋圆极化信号、x频段左右旋跟踪极化信号和ka频段左右旋跟踪极化信号的输出；其中，空间不同的频段电磁波经过天线主面反射后，进入同轴喇叭内部，不同频段选取不同的通道传输，之后同轴喇叭将不同频段的信号分离后，每个频段信号进入不同传输波导内进行传输。
17、步骤7：在数传信号输出过程中，根据不同的频率，接收信号通过同轴喇叭、分波器、合成网络和极化器实现l/s频段数传信号、x频段数传信号和ka频段数传信号的输出，具体如下:
18、步骤7.1：当接收的信号为低频信号即l/s频段信号时，l/s频段信号先通过l/s频段同轴喇叭，再通过l/s频段分波器，最后通过l/s频段组合网络实现l频段数传信号和s频段数传信号的输出；
19、步骤7.2：当信号为中频信号即x频段信号时，x频段信号先通过x频段同轴喇叭，再通过x频段分波器，最后通过x频段合成器的信号再通过x频段极化器实现x频段数传信号的输出；
20、步骤7.3：当信号为高频信号即ka频段信号时，ka频段信号先通过ka频段同轴喇叭，再通过ka频段极化器实现ka频段数传信号的输出。
21、步骤8：通过低噪声放大器完成信号放大，之后输出至下变频器，以完成接收信号变频；
22、步骤9：当信号为跟踪信号时，跟踪信号输出至跟踪接收机，解调出误差电压，用于天线的自跟踪；当信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统，特征在于，包括L/S/X/Ka四频段辐射器，所述的L/S/X/Ka四频段辐射器由S频段辐射器和L/S/X/Ka三频段同轴式辐射器组成，用于实现L/S/X/Ka四个频段同时工作；具体包括：由外到内依次同轴设置的S频段跟踪辐射器、L/S频段外围同轴喇叭、X频段同轴喇叭和Ka频段同轴喇叭，S频段跟踪辐射器外接S频段馈电网络，L/S频段外围同轴喇叭外接L/S频段馈电网络，X频段同轴喇叭和Ka频段同轴喇叭分别外接X频段馈电网络和Ka频段馈电网络；
2.根据权利要求1所述的基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统，其特征在于：所述的X频段波导合成网络采用波导MT、波导90度电桥及弯头组成，用于减小馈源损耗。
3.根据权利要求2所述的基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统，其特征在于：所述的S频段跟踪辐射器由四个S频段辐射阵子天线组成，并均匀对称的分布在L/S频段外围同轴喇叭的外侧，用于减小S频段跟踪辐射器的尺寸，实现小型化，同时，S频段差合成网络与S频段辐射阵子之间采用等相位电缆连
4.一种基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收方法，特征在于，具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收方法，其特征在于：特别地，所述的步骤6中，为了将X频段信号从同轴通道中分离出来并形成圆极化信号，采用波导魔T和波导90度电桥器件。
6.根据权利要求4所述的基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收方法，其特征在于：在步骤S7中，L/S频段同轴喇叭、L/S频段分波器和L/S频段八路跟踪合成网络工作方法具体包括如下步骤：
7.根据权利要求4所述的基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收方法，其特征在于：在步骤S72中，L/S频段分波器工作的具体流程如下：
8.根据权利要求4所述的基于L/S/X/Ka频段馈源一体化的卫星信号接收方法，其特征在于：在步骤7.2中，X频段分波器、X频段合成器和X频段极化器工作方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于l/s/x/ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统，特征在于，包括l/s/x/ka四频段辐射器，所述的l/s/x/ka四频段辐射器由s频段辐射器和l/s/x/ka三频段同轴式辐射器组成，用于实现l/s/x/ka四个频段同时工作；具体包括：由外到内依次同轴设置的s频段跟踪辐射器、l/s频段外围同轴喇叭、x频段同轴喇叭和ka频段同轴喇叭，s频段跟踪辐射器外接s频段馈电网络，l/s频段外围同轴喇叭外接l/s频段馈电网络，x频段同轴喇叭和ka频段同轴喇叭分别外接x频段馈电网络和ka频段馈电网络；
2.根据权利要求1所述的基于l/s/x/ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统，其特征在于：所述的x频段波导合成网络采用波导mt、波导90度电桥及弯头组成，用于减小馈源损耗。
3.根据权利要求2所述的基于l/s/x/ka频段馈源一体化的卫星信号接收系统，其特征在于：所述的s频段跟踪辐射器由四个s频段辐射阵子天线组成，并均匀对称的分布在l/s频段外围同轴喇叭的外侧，用于减小s频段跟踪辐射器的尺寸，实现...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳杨，陈珍珍，蓝常源，郑昱，吴兴宝，王储，陆亚苹，申海桢，郑卫胜，郑邑，翟冰，张华，岳华，徐杰，李琪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十七研究所，
类型：发明
国别省市：
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